Filamentlerin Kullanımı
Eklemeli imalat (AM) alanındaki teknolojik ilerlemeler ve tıbbi görüntüleme teknikleri ile, gerçek çalışma koşullarında herhangi bir hata olasılığını ortadan kaldırmak için karmaşık cerrahi vakaların provasını yapmak üzere insan vücudunun 3B modelleri geliştirildi; oysa veterinerlik hastalarında bu teşhis teknikleri beşeri tıp alanındaki kadar yaygın değildir.
Bununla birlikte, son on yılda, veteriner hekimliği, gelişmiş görüntüleme tekniklerinin yanı sıra daha iyi cerrahi planlamanın kullanılmasıyla karmaşık eklem replasmanı, uzuv koruyucu, radyasyon tedavisi gibi uzmanlıklarda da hızlı bir artış göstermiştir.
Karmaşık kemik şekillerinin 3D modellemesinin, bir kaza sonrasında kemik kaybı yaşayan hastalar için özel tabanlı protezlerin tasarlanmasında etkili olduğu kanıtlanmıştır.
Köpekler söz konusu olduğunda, kondrodistrofi ve stefal protezler açılanmaya, eklemlerin anormal büyümesine, uzunluk eksikliğine vb. yol açan en sık bildirilen deformitelerdir ve dönme derecesini veya uzunluk eksikliğini ölçmek için 3D görselleştirme yazılımı bildirildi.
AM, modeli bir dizi enine kesit katmanına dilimleyerek girdi olarak 3B CAD modelini kullanarak nihai ürünü üretmek için kullanılır. 3D baskı, hastaya özel implantlar veya yapı iskeleleri imal etmek için polimerler, metal tozu, seramik ve biyo-jeller formundaki malzemeleri kullanır ve diğer mekanik işlemler kullanılarak üretilen biyomedikal implantlardan daha ekonomik olduğu bulunmuştur.
4D (CT ve MRI) görüntüleme, deformiteyi daha etkili bir şekilde belirlemek için bir vücut bölümünün görüntülerini zaman da dahil olmak üzere birçok boyutta yakalamak için kullanılan yeni bir tarama tekniğidir.
Mevcut tarama tekniklerinin yükseltilmesinin ardındaki temel amaç, hareket halindeyken vücut parçalarının görüntülerini büyük bir doğrulukla elde etmek ve ayrıca biyomedikal görüntüleme kalitesini artırmaktı.
4D görüntülerin, görüntüleri belirli bir formata dönüştürerek 3D baskı için CAD modellerinin tasarlanmasına yardımcı olduğu kanıtlanmıştır ve ayrıca bir tür uyaran verildiğinde 3D ortopedik bir modelin şekil değişikliklerini gözlemlemek için kullanılır.
3D baskı teknikleriyle geliştirilen ortopedik implantlar hali hazırda tıp alanında kullanılmaktadır ve daha az üretim süresi tüketmektedir, ancak 4D baskı, zamana bağlı olarak büyüyebilen benzer türde implantlar (akıllı malzeme kullanarak) geliştirmek için trend olan bir yöntemdir.
4D özelliklerine sahip akıllı malzemelerin uygulanması, hastaya bir tür uyaran (ısı, mekanik kuvvet, elektrik vb. şeklinde olabilir) uygulandığında şeklini değiştirebilen hastaya özel ortopedik cihazların üretilmesine yardımcı olabilir.
Filament çeşitleri ve Özellikleri
3D yazıcıda kullanılan malzemeler
PETG Filament
PETG Filament özellikleri
Filament nedir Biyoloji
ABS filament özellikleri
Polikarbonat Filament
ABS Filament
Şekil hafızalı polimer (SMP), özellikle şekil hafızalı alaşımlar (SMA’lar) dışındaki polimerler için tasarlanmış (bazı uyarılar sağlandığında şeklini veya boyutlarını değiştirebilen) akıllı malzeme sınıfıdır.
Biyobozunurluk, toksik olmama ve biyouyumluluk gibi temel özelliklere sahip olan SMP’ler, ilaç verme, kemik dokusu mühendisliği, kemik kusuru onarımı, kendi kendini sıkan dikişler vb. gibi biyomedikal uygulamalar için gereklidir.
Doğal olarak elde edilen polyesterler arasında PLA, sınırlı sayıda işleme döngüsü için umut verici sonuçlar (şekil hafızası etkisi (SME)) gösterirken, hidroksiapatit PLA’dan türetilen polimerle güçlendirildiğinde, bir uyaran varlığında daha iyi şekil geri kazanımı gösterir.
Bazı araştırmalar, katlanabilir origami yapılarının imalatının (PLA bazlı besleme stoğu filamentleri kullanılarak 3D baskı ile) genellikle bir miktar mekanik eylemle programlandığını ve SMP’ler etkinleştirildiğinde cam geçiş sıcaklığı meydana geldiğinde ilk şekillerine geri döndüklerini bildirdi.
PLA-HAP-CS bazlı kompozit hammadde filamenti kullanılarak üretilen fonksiyonel prototipler, çevredeki osteoblast hücreleri için osteo allogreftler gibi davranacak ve bu da daha hızlı kemik iyileşmesi ile sonuçlanacaktır.
Literatür araştırması, PLA ve kopolimerlerinin kullanımının 4D baskı uygulamaları için rapor edildiğini, HAP ve CS’nin takviye malzemesi olarak kullanımının da bazı araştırmacılar tarafından ortopedik uygulamalar için uygulandığını ortaya koymaktadır; ancak şimdiye kadar, veterinerlik bilimleri alanında 4D baskı uygulamaları için PLA-HAP-CS bazlı hammadde filamentinin kullanımı hakkında çok az şey rapor edilmiştir.
Literatürdeki boşluğu anlamak için, bilim ağı (WOS) bilgi tabanından çıkarılan son yirmi yıllık araştırma verileri kullanılarak bir bibliyografik analiz yapılmıştır. Başlangıçta WOS platformunda “ortopedik uygulamalar”, “3D baskı” ve “füzyonlu biriktirme modelleme” anahtar kelimeleri arandı ve bunun sonucunda son yirmi yılın literatür kaydı elde edildi.
Bir ağ diyagramı oluşturmak için elde edilen veriler VOSviewer yazılım aracı ile işlenmiş, minimum bir terim 3 olarak seçilmiş ve buna göre toplam 876 terimden 46’sı eşik değerini karşılamaktadır. Eşik teriminin her biri için hesaplanan alaka puanını vurgulamaktadır ve yazılımdaki varsayılan ayar nedeniyle, ağ diyagramının oluşturulmasında en alakalı terimlerin %60’ı (yani 28) yer almıştır.
“Ortopedik uygulamalar”, “FDM” ve “3D baskı” terimleri için yürütülen ortak araştırmaya dayanan bağlantı şemasını ana hatlarıyla belirtir ve gösterildiği gibi, üç farklı alanda bildirilen çalışmaları temsil eden üç farklı küme oluşturulmuştur.
Ayrıca, araştırma boşluğunu araştırmak için, sırasıyla (a) ve (b)’de gösterildiği gibi, bu düğümlerin diğerleriyle bağlantısını ve ayrıca bağlantı gücünü kontrol etmek için “ortopedik” ve “biriktirme modellemesi” düğümleri vurgulanmıştır. “Ortopedik” düğümünün 3B baskı ve FDM ile bağlantılı olduğu, ancak doğrudan “gözenekli yapı iskelesi” ve PLA ile bağlantılı olmadığı bulundu; 3D baskı ile ortopedik uygulamalar için.
Benzer şekilde, son 20 yılda WOS veri tabanından çıkarılan toplam 1.030 terim kullanılarak ağ diyagramının oluşturulmasında kullanılan terimleri temsil eder. Bu 1.030 terimden 69’u, minimum oluşumu 3’e ayarlayarak eşik değerini karşılar ve bu 69 terimden %60’ı (yani 41’i) ağ diyagramına katkıda bulunmuştur. Her terim için uygunluk puanı, terimlerin WOS veri tabanındaki literatürdeki görünümüne göre hesaplanmıştır.
“4D baskı”, “iskele”, “biyomedikal” ve “kompozit” anahtar sözcüklerine dayalı olarak geliştirilen bibliyografik diyagramı gösterir. Şekil, dört farklı alanda yürütülen bağımsız araştırmayı temsil eden dört farklı kümeyi göstermektedir. Benzer şekilde, belirli bir düğüm vurgulanarak araştırma açığı tespit edilmiştir.
Doku mühendisliği uygulamaları için bildirilen ancak şekil hafızası etkilerini gerçekleştirmek için farklı malzemelerin bileşiminin kullanımı hakkında çok az rapor edilen şekil hafızalı polimeri temsil eder.
Benzer şekilde, b) bileşimin biyomedikal uygulamalarla bağlantısını bağımsız olarak vurgular, ancak akıllı malzemelerle bağlantılı değildir, bu da 4D baskı için kompozit tabanlı akıllı malzemenin kullanımı hakkında çok az çalışmanın rapor edildiğini gösterir.
